CN110867060A - 分体式电力数据传输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电力设备技术领域，具体公开一种分体式电力数据传输系统，包括：电表箱，所述电表箱设有第一容置腔，所述第一容置腔中固定安装有第一电能表、第二电能表和主协议转换装置；所述主协议转换装置分别与所述第一电能表和第二电能表有线通讯连接；负控箱，所述负控箱设有第二容置腔，所述第二容置腔中固定安装有负控终端和从协议转换装置，所述从协议转换装置与所述负控终端有线通讯连接并与所述主协议转换装置无线通讯连接；所述主协议转换装置的体积小于所述负控终端的体积。本发明提供一种分体式电力数据传输系统，能解决当前的电表箱中放入两电能表后电能表无法安全可靠地与后台服务器实现通讯的问题。

Description

分体式电力数据传输系统

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种分体式电力数据传输系统。

背景技术

当前的电力数据传输系统构成如图1所示，包括电表箱1、电能表2、负控终端3和后台服务器4。一般地，电表箱1固定安装于用户侧，电能表2和负控终端3均位于电表箱1中，后台服务器4则位于供电企业侧。用户侧的用电网络始于电能表2，故电能表2能记录用户侧的用电情况，由于电能表2不具备直接用与后台服务器4通讯的功能，所以电能表2与后台服务器4之间设有负控终端3。负控终端3以有线连接的方式分别与电能表2和后台服务器4通讯连接，用于实现电能表2与后台服务器4之间的通讯。供电企业可以在后台服务器4发送指令调取电能表2所记录的数据从而为计费提供依据。

传统的电力数据传输系统只包含一个电能表2，一旦电能表2出现故障，将会出现无法计费的问题，甚至可能会导致停电事件的发生。为了提高电力数据传输系统的稳定性，需要增设一电能表，两电能表一开一备能有效提高计费的可靠性。然而，参见图2，由于电能表2的体积较大，目前的电表箱1虽能容纳一个电能表2和一个负控终端3，却没有足够的空间容纳新增的电能表。为了实现新增电能表与用户侧用电网络的连接，应当将新增电能表放入电表箱1中，故新增电能只能占用负控终端3原来的位置。若将负控终端3装设于电表箱1的外部，为了实现负控终端3和两电能表之间的有线通讯连接，就必须在电表箱1的侧壁打孔。一方面，电表箱1为金属材质，在不拆卸的情况下打孔十分困难；另一方面，在电表箱1的侧壁打孔会降低电表箱1的保护功能，存在雨水渗入等引发安全事故的风险。如果直接去掉负控终端3，则两电能表又无法直接与后台服务器4进行通讯。

因此，需要对现有的电力数据传输系统进行改进，以解决当前的电表箱中放入两电能表后电能表无法安全可靠地与后台服务器实现通讯的问题。

发明内容

本发明的一个目的在于，提供一种分体式电力数据传输系统，能解决当前的电表箱中放入两电能表后电能表无法安全可靠地与后台服务器实现通讯的问题。

为达以上目的，本发明提供一种分体式电力数据传输系统，包括：

电表箱，所述电表箱设有第一容置腔，所述第一容置腔中固定安装有第一电能表、第二电能表和主协议转换装置；所述主协议转换装置分别与所述第一电能表和第二电能表有线通讯连接；

负控箱，所述负控箱设有第二容置腔，所述第二容置腔中固定安装有负控终端和从协议转换装置，所述从协议转换装置与所述负控终端有线通讯连接并与所述主协议转换装置无线通讯连接；所述主协议转换装置的体积小于所述负控终端的体积。

优选的，所述主协议转换装置包括：

主处理器，所述主处理器用于对进出所述主协议转换装置的数据进行处理；

主抄表端口，所述主抄表端口与所述主处理器电连接；所述第一电能表和第二电能表均通过所述主抄表端口实现与所述主处理器的有线通讯连接；

主无线收发模块，所述主无线收发模块与所述主处理器电连接，用于实现所述主协议转换装置数据的无线收发。

优选的，所述主抄表端口的数量为两个。

优选的，两所述主抄表端口分别记为第一RS485端口和第二RS485端口，所述主协议转换装置还包括主状态灯组；其中，所述主状态灯组包括：

通过所述主处理器与所述第一RS485端口电连接的第一主灯组，所述第一主灯组包括第一主红灯和第一主绿灯；当所述第一电能表或第二电能表向所述主处理器发送数据时，所述第一主红灯灭且所述第一主绿灯亮；当所述主处理器向所述第一电能表或第二电能表发送数据时，所述第一主红灯亮且所述第一主绿灯灭；

通过所述主处理器与所述第二RS485端口电连接的第二主灯组，所述第二主灯组包括第二主红灯和第二主绿灯；当所述第一电能表或第二电能表向所述主处理器发送数据时，所述第二主红灯灭且所述第二主绿灯亮；当所述主处理器向所述第一电能表或第二电能表发送数据时，所述第二主红灯亮且所述第二主绿灯灭；

通过所述主处理器与所述主无线收发模块电连接的第三主灯组，所述第三主灯组包括第三主红灯和第三主绿灯；当所述主无线收发模块向外发送数据时，所述第三主红灯灭且所述第三主绿灯亮；当所述主无线收发模块接收数据时，所述第三主红灯亮且所述第三主绿灯灭；

与所述主处理器电连接的电源指示灯，当所述主处理器得电时，所述电源指示灯亮。

优选的，所述主协议转换装置还包括：

主复位模块，所述主复位模块与所述主处理器电连接，用于使所述主协议转换装置复位。

优选的，所述主协议转换装置还包括：

蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述主处理器电连接。

优选的，所述从协议转换装置包括：

从处理器，所述从处理器用于对进出所述从协议转换装置的数据进行处理；

从抄表端口，所述从抄表端口与所述从处理器电连接；所述从处理器通过所述从抄表端口实现与后台服务器的有线通讯连接；

从无线收发模块，所述从无线收发模块与所述从处理器电连接，用于实现所述从协议转换装置数据的无线收发。

优选的，所述从协议转换装置还包括：

停电检测模块，所述停电检测模块通过所述从处理器与所述从抄表端口电连接，用于对用户的停电状态进行监测。

优选的，所述从抄表端口的数量为两个。

本发明的有益效果在于：提供一种分体式电力数据传输系统，主协议转换装置主要用于实现数据的无线传输，无需按键和屏幕等，体积能远小于负控终端，故能放入第一容置腔中；进一步地，由于主协议转换装置和从协议转换装置可以实现远程的无线通讯，所以负控终端业可以与两电能表实现远程的无线通讯。需要说明的是，由于负控终端业与两电能表无线通讯连接，所以无需在电表箱和负控箱的侧面开孔走线，如此既能实现两电能表与后台服务器的数据传输，又能保证用电安全，避免开孔可能带来的可靠性问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为背景技术提供的现有电力数据传输系统的结构框图；

图2为背景技术提供的现有电表箱的结构示意图；

图3为实施例提供的分体式电力数据传输系统的结构示意图；

图4为实施例提供的主协议转换装置的结构框图；

图5为实施例提供的主状态灯组的电路原理图；

图6为实施例提供的主复位模块的电路原理图；

图7为实施例提供的从协议转换装置的结构框图；

图8为实施例提供的停电检测模块的电路原理图。

图中：

1、电表箱；

2、电能表；201、第一电能表；202、第二电能表；

3、负控终端；

4、后台服务器；

5、负控箱；

6、主协议转换装置；601、主处理器；602、第一RS485端口；603、第二RS485端口；604、主无线收发模块；605、主复位模块；606、蓝牙模块；607、测试端口；608、主存储模块；609、主计时模块；

7、从协议转换装置；701、从处理器；702、从抄表端口；703、从无线收发模块；704、从复位模块；705、从存储模块；706、从计时模块；707、停电检测模块；

801、第一通讯线；802、第二通讯线；803、第三通讯线；804、第四通讯线；

9、主状态灯组；901、第一主红灯；902、第一主绿灯；903、第二主红灯；904、第二主绿灯；905、第三主红灯；906、第三主绿灯；907、电源指示灯；

10、从状态灯组；

11、控制终端。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

参见图3，本实施例提供一种分体式电力数据传输系统，包括电表箱1、负控箱5和后台服务器4。所述电表箱1设有第一容置腔，所述第一容置腔中固定安装有第一电能表201、第二电能表202和主协议转换装置6；所述主协议转换装置6分别与所述第一电能表201和第二电能表202有线通讯连接。所述负控箱5设有第二容置腔，所述第二容置腔中固定安装有负控终端3和从协议转换装置7，所述从协议转换装置7与所述负控终端3有线通讯连接并与所述主协议转换装置6无线通讯连接；所述主协议转换装置6的体积小于所述负控终端3的体积。

需要说明的是，分体式电力数据传输系统的数据传输过程如下：

(1)当后台服务器4需要向第一电能表201和第二电能表202发送控制指令时，后台服务器4通过第一通讯线801将控制指令发送至负控终端3，负控终端3通过第二通讯线802将控制指令发送至从协议转换装置7，从协议转换装置7以无线的方式将控制指令外发；主协议转换装置6以无线的方式接收所述控制指令，然后通过第三通讯线803将控制指令发送至第一电能表201、通过第四通讯线804将控制指令发送至第二电能表202，第一电能表201和第二电能表202接收到控制指令后执行相应的操作；

(2)当第一电能表201和第二电能表202主动向后台服务器4发送电力用户的用电数据时，第一电能表201通过第三通讯线803、第二电能表202通过第四通讯线804将用电数据发送至主协议转换装置6，主协议转换装置6以无线的方式将用电数据进行外发；从协议转换装置7以无线的方式接收所述用电数据，然后通过第二通讯线802将用电数据传给负控终端3，负控终端3通过第一通讯线801将用电数据传给服务器后台，服务器后台对用电数据进行存储，完成数据的主动上传。

可以理解的是，主协议转换装置6主要用于实现数据的无线传输，无需按键和屏幕等，体积能远小于负控终端3，故能放入第一容置腔中；进一步地，由于主协议转换装置6和从协议转换装置7可以实现远程的无线通讯，所以负控终端3业可以与两电能表实现远程的无线通讯。需要说明的是，由于负控终端3业与两电能表无线通讯连接，所以无需在电表箱1和负控箱5的侧面开孔走线，如此既能实现两电能表与后台服务器4的数据传输，又能保证用电安全，避免开孔可能带来的可靠性问题。

需要说明的是，本实施例提供的主协议转换装置6大小和烟盒相当，可放置于电能表与电表箱1之间的空隙中。

参见图4，所述主协议转换装置6包括主处理器601、主抄表端口和主无线收发模块604。所述主处理器601用于对进出所述主协议转换装置6的数据进行处理。所述主抄表端口与所述主处理器601电连接；所述第一电能表201和第二电能表202均通过所述主抄表端口实现与所述主处理器601的有线通讯连接。所述主无线收发模块604与所述主处理器601电连接，用于实现所述主协议转换装置6数据的无线收发。

本实施例中，所述主抄表端口的数量为两个。

具体地，两个主抄表端口是一开一备的保险设置，当有一个主抄表端口出现故障时，另一个主抄表端口仍能完成数据传输的任务。

参见图5，两所述主抄表端口分别记为第一RS485端口602和第二RS485端口603，所述主协议转换装置6还包括主状态灯组9；其中，所述主状态灯组9包括通过所述主处理器601与所述第一RS485端口602电连接的第一主灯组、通过所述主处理器601与所述第二RS485端口603电连接的第二主灯组、通过所述主处理器601与所述主无线收发模块604电连接的第三主灯组以及与所述主处理器601电连接的电源指示灯907。

所述第一主灯组包括第一主红灯901和第一主绿灯902；当所述第一电能表201或第二电能表202向所述主处理器601发送数据时，所述第一主红灯901灭且所述第一主绿灯902亮；当所述主处理器601向所述第一电能表201或第二电能表202发送数据时，所述第一主红灯901亮且所述第一主绿灯902灭。所述第二主灯组包括第二主红灯903和第二主绿灯904；当所述第一电能表201或第二电能表202向所述主处理器601发送数据时，所述第二主红灯903灭且所述第二主绿灯904亮；当所述主处理器601向所述第一电能表201或第二电能表202发送数据时，所述第二主红灯903亮且所述第二主绿灯904灭。所述第三主灯组包括第三主红灯905和第三主绿灯906；当所述主无线收发模块604向外发送数据时，所述第三主红灯905灭且所述第三主绿灯906亮；当所述主无线收发模块604接收数据时，所述第三主红灯905亮且所述第三主绿灯906灭。当所述主处理器601得电时，所述电源指示灯907亮。

具体地，为了缩减主协议转换装置6的体积，主协议转换装置6不设置屏幕等显示装置，但设置主状态灯组9后就可以通过主状态灯组9的亮灭情况判断主协议转换装置6的工作状态。例如，第二RS485端口603属于备用端口，两电能表应该主要通过第一主灯组实现与主处理器601的数据交互，所以一般情况下第二主灯组应该不亮。若出现第二主灯组亮而第一主灯组均灭的情况，则说明第一RS485端口602可能出现故障或者异常。

所述主协议转换装置6还包括主复位模块605，所述主复位模块605与所述主处理器601电连接，用于使所述主协议转换装置6复位。

具体地，由于主协议转换装置6的数据收发是持续进行的，内部程序长期运行可能会出现“卡死”或者“跑飞”现象。当内部程序出现“卡死”或者“跑飞”现象时，就需要使主处理器601复位，主处理器601复位后内部程序就会被重置，恢复正常运行。

可选的，所述主复位模块605为看门狗。进一步地，如图6所示，主复位模块605包括型号为SP706SEN的复位芯片。当供电电压低于2.93V时，复位脚(第7脚)输出低电平，此脚连接到主处理器601的复位脚，因此会对主处理器601进行复位操作。另外复位芯片的喂狗信号管脚(第6脚)连接到主处理器601的IO口，由此IO口输出固定频率的信号不断清除复位芯片的内部计数器，使其复位脚不输出低电平以保证主处理器601不复位。当内部程序跑飞时，输出固定频率的IO口就会处于不确定状态，若此IO口保持高电平或者低电平的时长大于等于1.6s，复位芯片的复位脚就会输出低电平，进而对主处理器601进行复位，确保系统能重新运行起来，恢复正常的数据收发功能。

同时复位芯片的第4脚和第5脚配合使用可用于检测外部电压掉电，通过外部的分压输入到第4脚，当分压值低于1.25V时，第5脚输出低电平，主处理器601通过检测此IO电平即可检测到主电源5.4V已停电。

本实施例中，所述主协议转换装置6还包括蓝牙模块606，所述蓝牙模块606与所述主处理器601电连接。

需要说明的是，使用手机、平板电脑或者笔记本电脑等控制终端11与蓝牙模块606蓝牙连接后，就可以在控制终端11上通过主协议转换装置6查询两电能表所记录的电力数据或者通过主协议转换装置6对两电能表下发控制指令。可以理解的是，加装主协议转换装置6后，电能表的功能性得到极大的拓展，有利于满足电力人员多种类的查询和操作需求。

可选的，所述主协议转换装置6还包括与主处理器601电连接的测试端口607、与主处理器601电连接的主存储模块608以及与主处理器601电连接的主计时模块609。具体地，测试端口607主要用于设备调试，不与第一电能表201或第二电能表202连接。主存储模块608可以对来自两电能表的原始数据进行保存，以免在无线收发过程中出现错误时无据可查。主计时模块609有利于在记录数据时同时记录数据的生成时间，便于查找。

优选的，主抄表端口和测试端口607均为RS485端口，主处理器601通过RS485协议实现与两电能表的数据交互。进一步地，第一通讯线801、第二通讯线802、第三通讯线803和第四通讯线804均为RS485通讯线。

参见图7，所述从协议转换装置7包括从处理器701、从抄表端口702和从无线收发模块703。所述从处理器701用于对进出所述从协议转换装置7的数据进行处理。所述从抄表端口702与所述从处理器701电连接；所述从处理器701通过所述从抄表端口702实现与后台服务器4的有线通讯连接。所述从无线收发模块703与所述从处理器701电连接，用于实现所述从协议转换装置7数据的无线收发。

可选的，所述主无线收发模块604和第二无线收发模块均为Wi-Fi模块，主无线收发模块604和第二无线收发模块通过Wi-Fi网络实现无线通讯。

进一步地，所述从协议转换装置7还包括停电检测模块707，所述停电检测模块707通过所述从处理器701与所述从抄表端口702电连接，用于对用户的停电状态进行监测。

具体地，当用户侧停电时，停电检测模块707将停电事件的记录通过从抄表端口702以有线通讯的方式传送至后台服务器4，以便于供电企业开展针对性的复电措施。

参见图8，停电检测模块707采用1.5F/5.5V的超级电容C214进行停电监测，若出现停电故障，本来供给超级电容C214的电压会缺失，超级电容C214反向供电，输出经过肖特基二极管D203和D204隔离后输入低压差线性稳压器U203(SPX3940AM3-3.3)转为3.3V供给从处理器701，从处理器701接收到3.3V的反馈电压后即可知道已经出现停电故障，通过从抄表端口702向后台服务器4上报停电信息。

优选的，所述从抄表端口702的数量为两个。

具体地，两个从抄表端口702也是一开一备的保险设置，当有一个从抄表端口702出现故障时，另一个从抄表端口702仍能完成与后台服务器4之间的数据传输任务。

优选的，从协议转换装置7还包括与从处理器701电连接的从状态灯组10、与从处理器701电连接的从复位模块704、与从处理器701电连接的从存储模块705以及与从处理器701电连接的从计时模块706。由于从状态灯组10、从复位模块704、从存储模块705和从计时模块706依次与主状态灯组9、主复位模块605、主存储模块608和主计时模块609的功能相仿，故不进行赘述。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种分体式电力数据传输系统，其特征在于，包括：

电表箱，所述电表箱设有第一容置腔，所述第一容置腔中固定安装有第一电能表、第二电能表和主协议转换装置；所述主协议转换装置分别与所述第一电能表和第二电能表有线通讯连接；

负控箱，所述负控箱设有第二容置腔，所述第二容置腔中固定安装有负控终端和从协议转换装置，所述从协议转换装置与所述负控终端有线通讯连接并与所述主协议转换装置无线通讯连接；所述主协议转换装置的体积小于所述负控终端的体积。

2.根据权利要求1所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述主协议转换装置包括：

主处理器，所述主处理器用于对进出所述主协议转换装置的数据进行处理；

主抄表端口，所述主抄表端口与所述主处理器电连接；所述第一电能表和第二电能表均通过所述主抄表端口实现与所述主处理器的有线通讯连接；

主无线收发模块，所述主无线收发模块与所述主处理器电连接，用于实现所述主协议转换装置数据的无线收发。

3.根据权利要求2所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述主抄表端口的数量为两个。

4.根据权利要求3所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，两所述主抄表端口分别记为第一RS485端口和第二RS485端口，所述主协议转换装置还包括主状态灯组；其中，所述主状态灯组包括：

通过所述主处理器与所述第一RS485端口电连接的第一主灯组，所述第一主灯组包括第一主红灯和第一主绿灯；当所述第一电能表或第二电能表向所述主处理器发送数据时，所述第一主红灯灭且所述第一主绿灯亮；当所述主处理器向所述第一电能表或第二电能表发送数据时，所述第一主红灯亮且所述第一主绿灯灭；

通过所述主处理器与所述第二RS485端口电连接的第二主灯组，所述第二主灯组包括第二主红灯和第二主绿灯；当所述第一电能表或第二电能表向所述主处理器发送数据时，所述第二主红灯灭且所述第二主绿灯亮；当所述主处理器向所述第一电能表或第二电能表发送数据时，所述第二主红灯亮且所述第二主绿灯灭；

通过所述主处理器与所述主无线收发模块电连接的第三主灯组，所述第三主灯组包括第三主红灯和第三主绿灯；当所述主无线收发模块向外发送数据时，所述第三主红灯灭且所述第三主绿灯亮；当所述主无线收发模块接收数据时，所述第三主红灯亮且所述第三主绿灯灭；

与所述主处理器电连接的电源指示灯，当所述主处理器得电时，所述电源指示灯亮。

5.根据权利要求2所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述主协议转换装置还包括：

主复位模块，所述主复位模块与所述主处理器电连接，用于使所述主协议转换装置复位。

6.根据权利要求2所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述主协议转换装置还包括：

蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述主处理器电连接。

7.根据权利要求1所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述从协议转换装置包括：

从处理器，所述从处理器用于对进出所述从协议转换装置的数据进行处理；

从抄表端口，所述从抄表端口与所述从处理器电连接；所述从处理器通过所述从抄表端口实现与后台服务器的有线通讯连接；

从无线收发模块，所述从无线收发模块与所述从处理器电连接，用于实现所述从协议转换装置数据的无线收发。

8.根据权利要求7所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述从协议转换装置还包括：

停电检测模块，所述停电检测模块通过所述从处理器与所述从抄表端口电连接，用于对用户的停电状态进行监测。

9.根据权利要求7所述的分体式电力数据传输系统，其特征在于，所述从抄表端口的数量为两个。

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